Морозостойкость бетона - способность бетона в водонасыщенном или насыщенном раствором соли состоянии выдерживать многократные циклы "замораживание-оттаивание" без внешних признаков разрушения (трещин, сколов, шелушения ребер образцов), снижения прочности, изменения массы и других технических характеристик[1].
Понятие морозостойкость и методика испытаний на морозостойкость впервые были предложены профессором Н. А. Белелюбским в 1886 году[2].
Для бетонов, эксплуатируемых в условиях отрицательных температур наружного воздуха, морозостойкость является одним из важнейших свойств, обеспечивающих долговечность[3]
Степень морозостойкости бетона может быть установлена путем проведения лабораторных испытаний образцов материалов. Показателем морозостойкости служит количество циклов "замораживания-оттаивания" до потери материалом образцов определенной массы или определенной степени исходной прочности.
Бетон представляет собой пористый материал, пористость которого обусловлена в частности введением в состав бетонной смеси количества воды избыточного для гидратации минералов цемента. Если бы все поры в бетоне были заполнены водой, то при первом же цикле замораживания он должен был разрушиться, поскольку при замерзании воды из-за меньшей плотности льда в упругом скелете бетона должны возникнуть растягивающие напряжения значительно превышающие его собственную прочность. Способность реального бетона противостоять разрушению при многократном замораживании и оттаивании в водонасыщенном состоянии объясняется присутствием в его структуре резервных пор, не заполненных водой, в которые и отжимается часть воды в процессе замораживания под действием давления растущих кристаллов льда[4].
В процессе твердения цемента на начальном этапе формирования структуры бетона вода затворения образует в цементном тесте систему взаимосвязанных капиллярных пор, беспорядочно расположенных по всему объему бетона. По мере протекания гидратации цемента общая и капиллярная пористость цементного камня уменьшается, так как объем занимаемый продуктами гидратации цемента вместе с порами между кристаллическими новообразованиями (порами геля), примерно в 2,2 раза больше абсолютного объема негидратированного цемента.